CN106094195A - 一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜 - Google Patents

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陈洲
赵路民
张红
刘文昭
李帅
李志强
张跃民
曲雅臣
张金涛
薛飞
王晓林
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    • G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
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Abstract

本发明涉及一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，包括微光物镜组件、目镜组件、时序控制板组件、激光器组件、像增强器组件、CCD组件、电源组件；本发明的有益效果为：⑴具有视频输出接口，能提供高分辨率的视频信号；⑵可以实现在夜间透过窗户玻璃观察目标；⑶具有一定的穿透能力，采用距离选通技术可以消除大气后向散射的影响，可以获取隐藏于伪装网、烟幕后目标的图像。

Description

一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜
技术领域
本发明涉及一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，属于激光照明距离选通和微光夜视成像技术领域，可以在低照度、背景复杂条件下获取清晰的目标图像，也可以实现在夜间透过窗户玻璃观察瞄准房间内目标。。
背景技术
目前国内的微光望远镜夜视观察主要采用两种方式：一种是采用纯微光技术，将目标反射的微弱自然光经过物镜成像在像增强器的阴极面上，经过像增强器的光电像增强作用,可以得到亮度增强的光学图像,然后通过目镜放大，供使用者观察。这种被动探测的方式最大的优点就是隐蔽性好，不会暴露自己，是夜视器具主要采用的方式，已经广泛应用到各种夜视光电设备中。但是，这种方式在环境照度低、能见度差的情况下，作用距离有限，并且为了获得较多光线，往往镜头的口径相对较大，使整机体积较大，重量较重。
另一种是采用激光主动照明与微光技术相结合的方式，是在微光望远镜的基础上，增加主动式激光辅助照明，它可以有效提高成像系统在环境照度低，能见度差等情况下的作用距离和成像清晰度。现有的激光辅助照明微光望远镜存在一个比较严重的问题，就是激光器和观察光轴距离较近，激光照明时后向散射比较严重，对目标的成像干扰较大。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，采用808nm半导体激光器对目标进行照明，增加目标与背景的对比度；采用距离选通技术获取目标的图像，减小后向散射对成像的干扰；采用高性能超二代选通型像增强器、高性能微光物镜、目镜、CCD成像等设计，来提高微光望远镜的夜视距离，达到透视玻璃观察房间内目标的目的。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，包括微光物镜组件、目镜组件、时序控制板组件、激光器组件、像增强器组件、CCD组件、电源组件；
激光器组件，用来向目标发出脉冲激光；
微光物镜组件，将目标反射回来的激光聚焦到像增强器组件的输入窗内，
像增强器组件，将输入窗接收到的光线放大后显现在输出窗上，
目镜组件，用来观察像增强器组件输出窗上的影像；
时序控制板组件，控制激光器组件发射激光与像增强器组件接收反射光的时间间隔，保证像增强器接收的反射光是所要求距离处的反射光；
电源组件负责给时序控制板组件、激光器组件、像增强器组件供电。
进一步，所述CCD组件包括CCD和显微镜头。
进一步，所述的像增强器组件包括超二代选通型像增强器和高压电源模块。
进一步，所述CCD为PAL制式570TVL解析度的CCD。
进一步，所述激光器组件包括波长为808nm的半导体激光器，可调焦聚焦镜头和电源模块，通过调整聚焦镜头焦距可以获得适合的光照范围与强度。
进一步，所述时序控制板组件选通控制的时间脉冲宽度为10ns，步距为1.5米。
本发明的有益效果为：⑴具有视频输出接口，能提供高分辨率的视频信号；
⑵可以实现在夜间透过窗户玻璃观察目标；
⑶具有一定的穿透能力，采用距离选通技术可以消除大气后向散射的影响，可以获取隐藏于伪装网、烟幕后目标的图像。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的时序控制板组件距离选通时序原理图。
图3为本发明的时序控制板组件距离选通操作控制流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，它由高性能微光物镜组件1、目镜组件2、时序控制板组件3、激光器组件4、像增强器组件5、CCD组件6及电源组件7组成。所述像增强器组件5为高性能超二代选通型像增强器；所述时序控制板组件3选通控制的时间脉冲宽度为10ns，步距为1.5米；所述激光器组件4为半导体激光器，波长为808nm，并具有可调焦聚焦能力；所述CCD组件为PAL制式570TVL解析度的高性能CCD。
以下结合原理进一步说明本发明结构和技术效果：
如图1所示：使用时，由激光器组件4向目标发出808nm的脉冲激光，经由目标反射回来的激光通过微光物镜组件1聚焦到像增强器组件5的输入窗上，经过像增强器组件5将微弱的光线放大后显现在输出窗上，人眼通过目镜组件2观察像增强器组件5输出窗上的影像。电源组件7负责给时序控制板组件3、激光器组件4、像增强器组件5供电；时序控制板组件3控制激光器组件4发射激光与像增强器组件5接收反射光的时间间隔。
距离选通同步控制主要是使激光器组件4与像增强器组件5保持同步，时序控制板组件3主要由使快门开启与激光照射同步的定时电路组成，定时时间取决于激光脉冲传输到目标上再反射到接受器所需要的时间。
图2给出了时序控制板组件距离选通成像的时序关系原理图，图示参数的选通步距为15m，脉冲时间间隔100ns。无论是像增强器组件5门控脉冲或激光器组件4的门控脉冲，若选通步距为15m，脉冲时间间隔100ns，在通用的控制芯片中，选用FPGA可编程逻辑芯片实现整个时序的精确控制。选用的FPGA芯片，型号为EPM7128STI100-7，工作的晶振频率100M，可控制的时间脉冲宽度10ns，距离1.5m。逻辑控制电路工作电压+5V，和微光电源模块，激光电源模块的工作电压一致。时序控制板组件选通操作控制流程图如图3。
在夜间条件下，目标反射的自然光经激光助视型微光双目望远镜的物镜，将目标成像在像增强器的阴极面上，此图像是很微弱的光学图像。经过像增强器的光电像增强作用，使微弱的光学图像转换成电子图像，再经电子光学系统强电场的作用，最后在像增强器的荧光屏（阳极面）上得到亮度增强的光学图像，然后通过目镜放大，供使用者观察。
采用激光选通照明时，由激光器发射短脉冲激光对目标进行照射。当目标反射光到达像增强器时，选通门开启，让来自目标的反射光进入像增强器。选通门开启持续时间与激光脉冲一致，这样形成的目标图像只与特定距离的反射光有关，实现滤除后向散射光和非目标反射光，达到只观察选定距离内目标的目的，使目标成像清晰，从而提高夜视距离。
当需要视频输出时，可使用微光双目望远镜的CCD组件输出视频信号。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，其特征在于：包括微光物镜组件、目镜组件、时序控制板组件、激光器组件、像增强器组件、CCD组件、电源组件；
激光器组件，用来向目标发出脉冲激光；
微光物镜组件，将目标反射回来的激光聚焦到像增强器组件的输入窗内，
像增强器组件，将输入窗接收到的光线放大后显现在输出窗上，
目镜组件，用来观察像增强器组件输出窗上的影像；
时序控制板组件，控制激光器组件发射激光与像增强器组件接收反射光的时间间隔；
电源组件负责给时序控制板组件、激光器组件、像增强器组件供电。
2.根据权利要求1所述的具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，其特征在于：所述CCD组件包括CCD和显微镜头。
3.根据权利要求1所述的具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，其特征在于：所述的像增强器组件包括超二代选通型像增强器和高压电源模块。
4.根据权利要求1或2所述的具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，其特征在于：所述CCD为PAL制式570TVL解析度的CCD。
5.根据权利要求1所述的具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，其特征在于：所述激光器组件包括波长为808nm的半导体激光器，可调焦聚焦镜头和电源模块。
6.根据权利要求1所述的具备透窗观瞄、摄像功能的手持微光双目望远镜，其特征在于：所述时序控制板组件选通控制的时间脉冲宽度为10ns，步距为1.5米。
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